Tarmo Tossavainen. Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta

Tarmo Tossavainen C Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta KARELIA-ammattikorkeakoulu

Karelia-ammattikorkeakoulun julkaisuja C:12 Kontiolahden ja Joensuun alueilla sijaitsevan Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Jukajärven lasku-uoman Jukajoen nykytilan alustava tarkastelu Tarmo Tossavainen KARELIA-ammattikorkeakoulu 2014

Julkaisusarja C:12 Sisällysluettelo Julkaisusarjan vastaava toimittaja Toimittajat Taitto Kansikuva Kuvat Kari Tiainen Tarmo Tossavainen Maria Vetola Karelia-amk:n ympäristöteknologian opiskelijat Laura Koskela, Tuomas Korhonen, Aleksi Nevalainen, Ville Väisänen ja Juuso Piiroinen Jukajärvellä syyskuussa 2012. Tarmo Tossavainen, ellei toisin mainittu. Tiivistelmä Jukajärven ja Jukajoen tutkimuksista ja selvityksistä vuonna 2012 6 Alkusanat 8 1 Jukajärven vesistöalueen perusominaisuudet 10 2 Aineisto ja menetelmät: vedenlaatu, pohjasedimentti ja pohjaeläimistö, kalastorakenne, vesi- ja rantamakrofyytit, kuormitus ja fosforimallitarkastelu 15 3 Tulokset ja niiden tarkastelu 26 3.1 Jukajärven veden laatu 26 3.1.1 Vedenlaatu eri havaintoajankohtina 27 3.2 Jukajärven kasviplanktonin minimiravinnetarkastelu 29 3.3 Jukajärven pohjasedimentin laatu ja määrä 29 Tekijät ja Karelia-ammattikorkeakoulu Tämän teoksen osittainenkin kopiointi on tekijänoikeuslain mukaisesti kielletty ilman nimenomaista lupaa. ISBN 978-952-275-103-4 (painettu) ISBN 978-952-275-104-1 (verkkojulkaisu) ISSN-L 2323-6914 ISSN 2323-6914 3.4 Jukajärven pohjaeläimistö 37 3.5 Jukajärven kalastorakenne 38 3.6 Jukajärven vesi- ja rantakasvillisuus 45 3.7 Kokonaisfosforin, kokonaistypen, kiintoaineen, raudan ja mangaanin sekä happamien vesien kuormitus Jukajärveen 49 4 Jukajärven fosforimallitarkastelu 58 5 Jukajoen nykytilan alustavat havainnot vedenlaadusta ja pohjaeläimistöstä 60 6 Jukajärven vesistöalueen mahdollisten kunnostustoimien alustava pohdinta 70 Julkaisumyynti Karelia-ammattikorkeakoulu julkaisut@karelia.fi http://www.tahtijulkaisut.net 6.1 Jukajärven hapetus 70 6.2 Jukajärven valuma-alueen vesiensuojelutekniset rakenteet ja kunnostuskohteet 71 6.3 Jukajärven ja siihen virtaavien vesien neutralointi 72 LaserMedia Oy, Joensuu, 2014 7 Jukajoen lisäselvitysten ja tutkimusten sekä kunnostussuunnittelutarpeen alustava pohdinta 72 Lähteitä ja muita aiheeseen liittyviä julkaisuja 74 Liitteet 76

Kaikki järven valuma-alueelle tehtävät vesiensuojelutekniset rakenteet (kuten kosteikot, pintavalutuskentät, pohjapadot, laskeutusaltaat) ja virtavesien sekä soiden mahdolliset kunnostus- ja ennallistamiskohteet ovat tärkeitä suuren kiintoaineen, raskasmetallien ja happamuuden kuormituksen pidättämiseksi. Samalla kyetään pidättämään erityisesti fosforia ja jonkin verran myös typpeä. Tiivistelmä Jukajärven ja Jukajoen tutkimuksista ja selvityksistä vuonna 2012 Järveen laskevien puro- ja ojavesien happamuuden vähentämistä kemiallisin keinoin (kalkitus) olisi myös harkittava. Uusissa järven valuma-alueen kunnostus- ja täydennysojitushankkeissa ja muussa mahdollisessa järeässä maaperää muokkaavassa toiminnassa on hyvin tärkeää mitoittaa erilaiset vesiensuojelutekniset rakenteet yms. riittäviksi. Jukajoen vesi on keskijuoksulta lähtien purkuvesistöön (Pielisjoki) saakka ainakin ajoittain pahoin happamoitunutta ja useille eliöille (kalat, rapu, monet pohjaeläimet ja vesikasvit) elinkelvotonta. Myös rautapitoisuudet ovat korkeita. Tämä happamoituminen aiheutuu joen lähivaluma-alueen kuormituksesta. Joelle ja sen lähivaluma-alueelle tulisi laatia erillinen kunnostussuunnitelma. Pohjois-Karjalan ammattikorkeakoulun, nykyisen Karelia-ammattikorkeakoulun, ympäristöteknologian koulutusohjelma selvitti ja tutki Pohjois-Karjalassa Kontiolahden kunnan ja Joensuun kaupungin alueilla sijaitsevan Jukajärven ja sen laskuuoman Jukajoen tilaa vuonna 2012 Selkien kyläyhdistys ry.:n toimeksiannosta. Joensuun ja Kontiolahden alueilla Pohjois-Karjalassa sijaitseva Jukajärven vesistöalue (noin 38 km2) toimii kaukovaluma-alueena Jukajoelle eli järven lasku-uomalle. Joen lähivaluma-alueen ala on noin 50 km2. Jukajärvi on tuotantotasoltaan lievästi rehevöitynyt (mesotrofinen) järvi. Järven suurimmat ongelmat ovat veden ajoittainen hapettomuus, riskirajoilla oleva veden happamuus ja suuret raskasmetallipitoisuudet, pohjaan kertynyt suuri, hyvin raskasmetallipitoinen sedimenttiaines, heikko pohjaeläimistön tila sekä suuri raudan, kiintoaineksen ja happamien vesien kuormitus valuma-alueelta. Fosforin ja typen kuormitus järveen on kohtalaisen maltillinen. Kalastosta petokalojen (kuha, hauki, ahven) osuus on varsin suuri ja näiden lajien kasvunopeus on enimmäkseen kohtalainen. Planktonia ja pohjaeläimiä ravintonaan käyttävien kalalajien (kuten lahna, särki, pikkuahvenet) kasvunopeus on heikohko tai korkeintaan kohtalainen. Kalojen kokonaisbiomassa järvessä on pienehkö. Itse Jukajärveen kohdistuvina kunnostustoimenpiteinä kyseeseen tulisi vesimassan ja samalla pohjasedimentin hapetus. Järven veden suora neutralointi (kalkitus) olisi sinällään suositeltavaa, mutta sen vaikutukset jäisivät melko lyhytaikaisiksi. 6 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 7

Yhteistyö paikallisten asukkaiden kanssa ei olisi voinut sujua paremmin. Erityiskiitokset Heikki Hämäläiselle, Terho Törröselle, Heikki Hokkilalle ja Hannu Koljoselle, jotka vaivojaan säästelemättä hyvässä talkoohengessä auttoivat työmme sujumista, raskaankin tutkimuskaluston liikuttelua Jukajärvellä merkittävästi moottorikelkkoineen ja mönkijöineen kevättalvella 2012. Kalastorakenteen sekä vesi- ja rantakasvillisuuden tutkimusten kenttätyöt sujuivat erinomaisen hyvin Heikki Hokkilan ja Terho Törrösen soutuveneistä käsin. Lopuksi vielä kiitokset kaikille Selkien-Alavin kylien asukkaille yhdessä ja erikseen, Tero Mustonen mukaan lukien, joiden aktiivisuus ja tämä toimeksianto ylipäätään mahdollisti työskentelymme Jukajärven vesistöalueella monipuolisessa ja opettavaisessa hankkeessa. Ja aivan lopuksi erityiskiitos Pohjois-Karjalan ELY-keskuksen FL Tiina Käelle, joka kokosi ajanmukaisen kartta-aineiston Jukajärven-Jukajoen vesistöalueelta. Alkusanat Vuoden 2013 aikana Karelia-ammattikorkeakoulu on selvittänyt ja tutkinut Selkien kyläyhdistys ry.:n toimeksiannosta järven valuma-alueelle syksyllä 2012 rakennetun kosteikon ja keväällä 2013 rakennetun pintavalutuskentän toimivuutta hajakuormituksen pidättämisessä. Näistä vesiensuojeluteknisten rakenteiden tutkimusaineistosta laaditaan parhaillaan raporttia. Lisäksi kaikista keskeisistä Jukajokeen sen lähivaluma-alueelta laskevasta paristakymmenestä uomasta tutkittiin happamuusaste sekä mitattiin virtaamat kevätylivirtaaman aikaan, kesäalivirtaamajaksolla sekä syysylivirtaamajaksolla. Samanaikaisesti tutkittiin myös Jukajoen neljän havaintopaikan veden ph sekä mitattiin virtaama. Syksyllä 2013 otettiin myös pohjaeläinnäytteet Jukajoen ylä-, keski- ja alajuoksulta. Kaikki nämä tulokset raportoidaan myöhemmin. Karelia-ammattikorkeakoulun (entinen Pohjois-Karjalan ammattikorkeakoulu) Biotalouden keskuksen ympäristöteknologian koulutusohjelma selvitti päätoimisen tuntiopettajan, limnologi Tarmo Tossavaisen tekemänä ja johdolla Jukajärven ja alustavasti myös sen lasku-uoman Jukajoen nykytilan vuonna 2012. Tämä työ tehtiin Kontiolahden Selkien kyläyhdistys ry.:n toimeksiannosta. Yhdistyksen puheenjohtajana toimii YTT, FM Tero Mustonen. Osa selvityksistä ja tutkimuksista sisältyi koulutusohjelman opetukseen, pakollisiin ja valinnaisiin opintojaksoihin. Kevättalvella 2012 Jukajärven tutkimusten kenttätöihin ja alustavaan aineiston käsittelyyn (pohjaeläimistö) osallistuivat insinööriopiskelijat Johannes Hänninen, Jaakko Kukkonen, Tero Voutilainen, Tiina Kuusisto, Laura Vattulainen, Lassi Puurunen, Veikko Korhonen, Anastasia Glazunova, Esa-Pekka Pirhonen, Oona Rantalainen, Riikka Tanskanen, Harri Lehikoinen, Anne Mutanen, Minna Koivu, Topi Kämppi ja Atte Varis. Syksyllä 2012 Jukajärven tutkimusten kenttätöihin ja aineiston käsittelyyn sekä alustavaan raportointiin osallistuivat insinööriopiskelijat Aleksi Nevalainen, Juuso Piiroinen, Laura Koskela, Tuomas Korhonen ja Ville Väisänen. Lisäksi lehtori Jari Spoof osallistui vesi- ja rantakasvillisuuden kartoituksen ohjaukseen, töihin sekä alustavaan raportointiin. Karelia-ammattikorkeakoulun Biotalouden keskuksen laboratoriomestari Keijo Silfsten sekä fil. yo. Elisa Komulainen Itä-Suomen yliopistosta osallistuivat kalastotutkimuksen kenttätöihin. 8 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 9

Taulukko 1. Jukajärven järvikortti (Pohjois-Karjalan ELY-keskus 2012). Järven numero 04.337.1.015 Kunta Joensuu ELYy Pohjois-Karjalan ELY ympäristö ja luonnonvarat 1,25 3,4 Vesistö 04.337 Jukajoen va 12,62 32,4 1 Jukajärven vesistöalueen perusominaisuudet Pohjoinen 6945396 Itä 3657506 Karttalehti 424103A Korkeustaso N60+98,20 Vesienhoitoalue Vuoksen vesienhoitoalue 2,51 35,4 Luotaaja Pohjois-Karjalan vesi- ja ympäristöpiiri 0,14 73,6 Luotauksen alku 01.01.1987 Luotauksen loppu 31.12.1989 Jukajärven vesipinta-ala on noin 2,18 km2, keskisyvyys 3,8 metriä ja suurin syvyys 17 m (taulukko 1). Jukajärven koko vesistöalueen pinta-ala on noin 37,5 km2. Siitä järvien osuus on noin 4 km2, josta noin puolet muodostaa siten itse Jukajärvi. Järven vesitilavuus on noin 8,2 milj. m3 (taulukko 2). Jukajärven veden viipymä on vajaat 9 kuukautta koko maan pitkän aikavälin vuosikeskivalumaan (keskiarvo 1961-1990; 10,2 l/s km2) perustuen. Latvajärviluonteen vuoksi valuma-alueen maankäyttö voi vaikuttaa dramaattisesti Jukajärven veden laatuun ja koko ekologiseen tilaan, kuten ravintoverkon rakenteeseen ja sedimentaatioon, koska kuormitus voi tulla suoraan ja hyvin raakana valuma-alueelta välialtaiden jokseenkin täydellisesti puuttuessa (kuva 1). Jukajärvi toimii Jukajoen kaukovaluma-alueena. Jukajoki laskee Pielisjokeen. Ns. kolmannen jakovaiheen mukaan Jukajoen vesistöalueen (tunnus 4.337) pinta-ala on noin 89,38 km2, josta järviä ja lampia on noin 4,27 km2 (4,78 %) (kuva 2) (Ekholm 1992). Tästä Jukajärven osuus on siten hiukan yli puolet. Jukajoen lähialueen pinta-ala on tällöin vajaat 52 km2, jonka järvisyys on selkeästi alle yksi prosentti. Luotausmenetelmä Talviluotaus, graafinen paikannus 7,68 29,8 Linjatiheys 100 m Luotaustiheys 25 m Tasosijainnin tarkkuus 20 m Luotaustaso N60+98,20 Kiintopiste Syvyyshavainnon tarkkuus Asteikko Luovutus MML:lle Saarten rantaviiva 1,57 km Saarten lukumäärä 4 Saarten pinta-ala 4,12 ha < 100 m² Fysiografia 100 m² - 1 ha 3 1 ha - 1 km² 1 0,1 m + 1% syvyydestä Vesiala 217,941 ha Suurin syvyys 17 m Kokonaisrantaviiva 11,08 km YK-pohj. 6945519 Tilavuus 8214,7710³ m³ YK-Itä 3657295 Keskisyvyys 3,77 m Määritys Luotauspisteet Yläpuolinen valuma-alue Pinta-ala ha Järviala ha 10 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 11

Taulukko 3. Viinijoen ja siihen laskevien uomien veden laadun ja osittain myös virtaamien havaintopaikkojen koordinaatit. Vesistöalue (tunnus) Pinta-ala (km2) Lisähuomautukset Syvyysvyöhyke (m) Tilavuus (103 m3) Osuus kokonaistilavuudesta (%) Pieni-Kaleton (031) 0,78 Pieni-Kalettoman vesiala = Soikeinen (033) 0,54 Soikeisen vesiala = 0 2 3701,79 45,1 2 4 2207,25 26,9 4 8 1819,97 22,1 8 12 433,98 5,3 Lahnanen (034) 0,86 Lahnasen vesiala = Iso Vehkalampi (035) 1,49 Ison Vehkalammen vesiala = Iso Petrolampi (037) 0,31 Ison Petrolammen vesiala = Yhteensä 37,47 yhteensä 12 17 51,78 0,6 yhteensä 8214,77 100,0 Taulukko 3. Jukajärven vesistöalueen osa-alueet (Tiina Käki, Pohjois-Karjalan ELY-keskus 2012). Vesistöalue (tunnus) Pinta-ala (km2) Lisähuomautukset Jukajärvi (015) 22,58 Jukajärven vesiala 2,17941 km2 Hirvilampi (016) 2,06 Hirvilammen vesiala = Ruukkilampi (018) 0,35 Ruukkilammen vesiala = Iso-Valkeinen (019) 0,24 Iso-Valkeisen vesiala = Kylkeinen (020) 0,60 Kylkeisen vesiala = Pieni Valkealampi (021) 0,27 Pienen Valkealammen vesiala = Pieni Jukajärvi (026) 5,89 Pienen Jukajärven vesiala = Haukilampi (027) 0,36 Haukilammen vesiala = Särkilampi (028) 0,11 Särkilammen vesiala = Ollinlampi (029) 0,40 Ollinlammen vesiala = Kaleton (030) 0,63 Kalettoman vesiala = Kuva 1. Jukajärven vesistöalue osa-alueittain (Pohjois-Karjalan ELY-keskus 2012, Tiina Käki). 12 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 13

2 Aineisto ja menetelmät Tutkimuksessa käytetyt keskeiset välineet on luetteloitu taulukossa 4. Useimmat tutkimusvälineet ja laitteet on esitelty myös valokuvissa luvussa Tulokset ja niiden tarkastelu. 2.1 VEDENLAATU Jukajärven syvännehavaintopaikan (noin 17 metriä) vedenlaatu tutkittiin neljästi vuoden 2012 aikana. Näytteistä analysoitiin hapen, kokonaisfosforin, kokonaistypen ja syksyllä myös raudan pitoisuudet sekä ph Suomen Ympäristökeskuksen Joensuun ympäristölaboratoriossa. 2.2 POHJASEDIMENTTI JA POHJAELÄIMISTÖ Pohjasedimentin visuaaliset havainnot ja kokonaismäärä sekä pintasedimentin redox-potentiaali (hapetus-pelkistysaste) tutkittiin 17 havaintopaikalta kevättalvella 2012 (kuva 3). Laboratorioanalyysien näytteet otettiin yhdestä, sedimentin ulkonäön perusteella edustavasta havaintopaikasta. Laboratorioanalyysit (kokonaisravinteet, raskasmetalleja sekä veden, orgaanisen aineksen ja mineraaliaineksen pitoisuudet) tehtiin Tampereella Kokemäenjoen vesiensuojeluyhdistyksen laboratoriossa. Kuva 2. Jukajoen vesistöalue (tunnus 4.337) kolmannen jakovaiheen mukaan (Pohjois-Karjalan ELY-keskus 2012). Pohjaeläinnäytteet otettiin Ekman-tyyppisellä näytteenottolaitteella samoilta 17 havaintopaikalta kuin yllämainitut pohjasedimenttinäytteet ja niiden kenttäanalyysit (kuva 3). Näytteiden eläimet poimittiin ja taksonit tunnistettiin Karelia-ammattikorkeakoulun laboratoriossa. 14 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 15

2.3 KALASTORAKENNE Jukajärven koekalastus toteutettiin yleisesti nykyisin tutkimuksissa käytettävillä Nordicyleiskatsausverkoilla. Ennen koekalastuksen toteuttamista Jukajärven syvyyskartta jaettiin numeroituihin ruutuihin (kuva 4). Kunkin ruudun pinta-ala oli 4 hehtaaria. Verkkojen paikat arvottiin satunnaisesti näiden ruutujen kesken. Koekalastuksen aikana verkoilla pyydettiin yhteensä 30 verkkoyötä (taulukko 5). Yksi verkkoyö on noin 12 16 tunnin pyyntiponnistus; verkot lasketaan illalla ja nostetaan aamulla. Yhdellä verkolla saadun, yhden verkkoyön pyyntiponnistuksen saalista kutsutaan yksikkösaaliiksi. Mitä suurempi ja syvempi järvi on, sitä enemmän verkkoöitä tarvitaan tilastollisesti luotettavan keskimääräisen yksikkösaaliin perustaksi. Saatu saalis punnittiin ja kalojen pituus mitattiin. Mahdollisimman monesta kalayksilöstä taltioitiin suomunäytteet myöhemmin laboratoriossa tehtyä iänmääritystä varten. Mikäli tietystä lajista tuli valtavasti saalista, siitä valittiin edustava kalayksilömäärä satunnaisesti. Kalojen iänmääritykset tehtiin Karelia-ammattikorkeakoulun laboratoriossa. Koekalastuksessa apuna käytettiin paikallisten asukkaiden (Terho Törrönen ja Heikki Hokkila) veneitä. Verkkojen sijaintipaikkojen koordinaatit taltioitiin Garmin GPSmap 60CSx- satelliittipaikannuslaitteella ±2 ±3 metrin tarkkuudella. 2.5 KUORMITUS JA FOSFORIMALLITARKASTELU Kuormituksen selvittämiseksi ja fosforimallitarkastelua varten Jukajärveen laskevasta 19 uomasta otettiin vesinäytteet kerran kevätylivirtaaman aikana ja kaksi kertaa syysylivirtaaman aikana vuonna 2012 (kuva 6, taulukko 6). Vesinäytteistä analysoitiin Suomen Ympäristökeskuksen Joensuun laboratoriossa ph sekä kokonaistypen, kokonaisfosforin ja kiintoaineen pitoisuudet. Jokaisen uoman vesimäärä eli virtaama mitattiin vesinäytteenoton yhteydessä siivikon (Global Water, USA) avulla. Fosforimallien soveltaminen Jukajärvelle perustui keskeisesti massatasapainotarkastelulle (taulukko 7). Taulukko 4. Jukajärven tutkimuksessa vuonna 2012 käytetyt keskeiset laitteet ja välineet sekä laboratorioanalyyseistä vastanneet laboratoriot. Tutkimusväline Ekman-noudin Käyttötarkoitus ja muut lisähuomautukset Järven pohjaeläinten näytteenotto 2.4 VESI- JA RANTAMAKROFYYTIT Jukajärven vesi- ja rantakasvillisuus tutkittiin yhteensä yhdeksän linjakartoituksen perusteella (kuva 5, liite 6). Kartoituslinjojen väliset alueet kartoitettiin linjoihin verrattuna suurpiirteisemmin kirjaamalla valtalajit sekä niiden edustamien kasvualueiden leveydet. Linjakartoituksessa linja merkittiin maastoon alku- ja loppupisteisiin työnnettyjen riukujen väliin pingotetulla narulla. Linjalta tutkittiin jokaiselta metriltä tutkimuskehikoilla rajattu ruutu eli näyteala. Jos kasvusto oli linjalla yhtenäistä, tutkittiin näyteala joka toisen tai joka viidennen metrin kohdalta. Ranta-alueella käytettiin 1,0 m2:n ruutua ja vesialueella 0,25 m2:n (0,5 m x 0,5 m) ruutua. Kartoituslinja vedettiin rannasta niin pitkälle kuin vesikasvillisuutta riitti. Veden alla mahdollisesti kasvavia pohjaruusukkeita, uposkasveja ja sammalia havainnoitiin raapimalla järven pohjaa haravalla. Näytealalta kasvilajit kirjattiin ylös ja arvioitiin niiden runsaus joko kappalemäärinä tai peittävyysprosentteina (liite 6). Samalla veden syvyys määritettiin luotinarun avulla. Limnos- ja Ruttner vesinoutimet Viipaloiva Limnos-sedimenttinoudin Turvekaira, näytteen pituus 1,0 m Nordic-yleiskatsausverkko WTW3210- ja 3310-kenttämittarit (Saksa) Suomen ympäristökeskuksen Joensuun laboratorio Kokemäenjoen vesiensuojeluyhdistyksen laboratorio Siivikko Global Water (USA) Satelliittipaikanninlaite Garmin GPSmap 60CSx Vesinäytteet järvestä ja Jukajoen siltahavaintopaikoilta Jukajärven pohjasedimenttinäytteenotto etenkin kenttämittauksiin (redox-potentiaali) Järven sedimenttinäytteiden otto aina viiden (5) metrin sedimenttisyvyyteen saakka Kalastorakenteen tutkimuksen koekalastukset Hapen, ph:n ja redox-potentiaalin kenttämittaukset Järven ja joen vesinäytteiden analysointi Järven pohjasedimenttinäytteiden analysointi Jokien, ojien ja purojen virtaamien mittaukset havaintopaikkojen koordinaattien tallennus ±2 ±3 metrin tarkkuudella 16 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 17

Verkon numero Pyyntiajankohta Vesi syvyys (m) Päällysveden lämpötila ( C) Verkon pyyntisyvyys Verkon sijainti (YKJ) Kuva 3. Jukajärven vedenlaadun, pohjasedimentin ja pohjaeläimistön havaintopaikat 1-17 vuonna 2012. Havaintopaikalla 15 on järven suurin syvyys, noin 17 metriä. Taulukko 5. Jukajärven koekalastuksen pyyntivuorokaudet ja Nordic-verkkojen sijainnit syksyllä 2012. Verkon numero Pyyntiajankohta Vesi syvyys (m) Päällysveden lämpötila ( C) Verkon pyyntisyvyys Verkon sijainti (YKJ) 4 10.-11.9.2012 4,4 pohja 5 10.-11.9.2012 4,4 pohja 6 18.-19.9.2012 3,7 +13,3 pohja 7 18.-19.9.2012 4,6 pohja 8 18.-19.9.2012 3,5 pohja 9 18.-19.9.2012 3,2 pohja 10 18.-19.9.2012 3,4 pohja 11 27.-28.9.2012 3,4 pohja 12 27.-28.9.2012 3,0 pohja 13 27.-28.9.2012 3,7 pohja 14 27.-28.9.2012 4,5 pohja 15 27.-28.9.2012 6,5 pohja 16 10.-11.10.2012 3,6 +8,5 pohja 3657763, 6944453 3657913, 6944464 3657765, 6944412 3657898, 6944468 3658158, 6944353 3658163, 6944561 3657885, 6944370 3657941, 6945079 3657760, 6945298 3657601, 6945407 3657003, 6945535 3656809, 6945711 3657928, 6945002 1 10.-11.9.2012 10 pinta 3657504, 6945323 17 10.-11.10.2012 3,6 pohja 3657764, 6945189 2 10.-11.9.2012 10,5 pohja 3657538, 6945329 18 10.-11.10.2012 12,0 pohja 3657524, 6945343 3 10.-11.9.2012 3,8 pohja 3657676, 6945275 19 10.-11.10.2012 3,7 pohja 3657622, 6945380 18 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 19

Verkon numero Pyyntiajankohta Vesi syvyys (m) Päällysveden lämpötila ( C) Verkon pyyntisyvyys Verkon sijainti (YKJ) 20 10.-11.10.2012 5,2 pohja 21 15.-16.10.2012 4,5 +6,5 pohja 22 15.-16.10.2012 3,0 pohja 23 15.-16.10.2012 3,2 pohja 24 15.-16.10.2012 2,5 pohja 25 15.-16.10.2012 2,6 pohja 26 24.-25.10.2012 1,9 +4,6 pohja 27 24.-25.10.2012 4,9 pohja 28 24.-25.10.2012 5,0 pohja 29 24.-25.10.2012 1,9 pohja 30 24.-25.10.2012 3,2 pohja 3657846, 6944976 3656125, 6946121 3656232, 6946105 3656277, 6946167 3656360, 6946234 3656062, 6946439 3656042, 6946478 3656108, 6946315 3656110, 6946221 3656130, 6946047 3656240, 6946179 Kuva 4. Jukajärven syvyyskartta ruudutettuina Nordic-tutkimusverkkojen sijainnin arvontaa varten syksyllä 2012. Kunkin ruudun suuruus oli 4 hehtaaria. 20 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 21

Taulukko 6. Jukajärveen laskevien uomien vedenlaadun ja virtaamien havaintopaikkojen yläpuolisten valuma-alueiden pinta-alat sekä havaintopaikkojen koordinaatit vuonna 2012. Koordinaatit on määritetty Garmin GPSmap 60CSx satelliittipaikanninlaitteella ±2 ±3 metrin tarkkuudella. Havaintopaikka Koordinaatit (YKJ) Yläpuolisen valumaalueen ala (km2) Kylkeisenpuro 2 3657011, 6946188 0,724 Lehtoniemen pelto-oja 3 3657675, 6945834 0,266 Kissapuro 11 3658368,6943695 19,122 Kovasniemen pelto-oja 13 3657703, 6944121 0,061 Kovasniemen metsäoja 14 3657469, 6944410 0,147 Juurikkalahdenoja 15 3657081, 6944299 1,100 Juurikkalahdenoja 15A 3657107, 6944275 3,880 Metsäoja länsirantaan 16 3657097, 6944828 0,136 Käärmeahonoja 19 3656425, 6945533 0,588 Kaakkurinlammenpuro 20 3656023,6945888 2,077 Nupposenoja 21 3656505,6945343 0,057 Pelto-oja etelärantaan 22 3658025,6943970 0,096 Juurikkalahden pelto-oja 23 3657240,6944591 0,183 Uimarannanoja 25 3658137,6944918 0,012 Lehtoniemen lähdepuro 26 3657978,6945350 0,022 Metsäoja itärantaan 27 3658131,6945288 0,013 Koivuharjun pohjoinen oja 28 3658211, 6944690 0,013 Kuva 5. Jukajärven ranta- ja vesimakrofyyttien kaikki alustavat kartoituslinjat syyskuun alussa 2012. Näistä tutkittiin yksityiskohtaisesti linjat 5, 8, 9, 10, 14, 15, 16, 21 ja 22 (ks. tarkemmin liite 6). Koivuharjun pelto-oja 29 3658281,6944590 0,021 Raateharjunoja 30 3658429, 6944142 0,248 Valuma-alueen loppuosa.. 6,524 Yhteensä (Jukajärven valuma-alueen kokonaisala).. 35,29 22 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 23

Laskentayhtälö Yhtälöllä ratkaistava asia Lisähuomautukset (4) c laskennallinen, mallilla ennustettu = (1-R) I / MQ järven laskennallinen keskimääräinen vuosikeskipitoisuus kokonaisfosforille, kun järveen tuleva ulkoinen fosforin vuosikuormitus tunnetaan luotettavasti. Lappalainen 1975, 1977, Frisk 1978, 1990 (5) kokonaisfosforin luonnonhuuhtoutuma 5,0 kg/km2/a luonnontilaisten valuma-alueiden fosforihuuhtoutuma, koko maan tutkimusalueiden keskiarvo. Tämä on huuhtoutuma lähivaluma-alueelta järveen. Kortelainen ym. 2003. (6) I* (Input) = 3657081, 6944299 1,100 0,158 MQ / T (c* T - 280 + 78400-448 c* T + c* 2 T2) I* = järven fosforin sieto (suurin sallittu kuorma) (tn kok. P/a) 3,880 c* = suurin sallittu keskipitoisuus järvessä (mg/m3) Lappalainen 1977, Frisk 1978, 1989; yhtälö (6) perustuu täysin yhtälöihin (3) ja (4) 0,136 (7) YA = 0,055 x 0,635 (g/m2/a) Kuva 6. Jukajärveen laskevien vesien veden laadun ja virtaamien havaintopaikat (yhteensä 19 kpl) vuonna 2012. Taulukko 7. Fosforikuormituksen laskennassa ja fosforimallitarkastelussa käytetyt keskeiset yhtälöt. x (= qs) = hydraulinen pintakuorma (m/a) = MQ (m3/a) / A (m2) (8) YD = 0,174 x 0,469 (g/m2/a) YA = suurin sallittu kokonaisfosforin kuorma järven sietokykyä ylittämättä. Järven kokonaisfosforin keskipitoisuudeksi on asetettu yhtälössä 10 µg/l YD = järvelle vaarallinen kokonaisfosforin kuorma. Järven kokonaisfosforin keskipitoisuudeksi on asetettu yhtälössä 20 µg/l Vollenweider & Dillon 1974, Granberg 1980 Vollenweider & Dillon 1975, Granberg 1980 Laskentayhtälö Yhtälöllä ratkaistava asia Lisähuomautukset Taulukko 8. Eräitä sadeveden keskimääräisiä arvoja ja laskeumia v. 1998 (Vuorenmaa ym. 2001). (1) c virt. pain.keskiarvo = (c1 x Q1) + (c2 x Q2) / (Q1 + Q2) järveen laskevan uoman veden virtaamapainotettu ainepitoisuus kokonaisfosforin lisäksi kokonaistypen, kiintoaineen, raudan ja mangaanin laskenta Havaintoasema Sadeveden keskimääräinen ph Kok. N, vuosilaskeuma (mg/m2) Kok. P, vuosilaskeuma (mg/m2) (2) L = c virt. pain.keskiarvo x MQ2012 kunkin uoman kokonaiskuormitus (L) vuonna 2012, MQ = vuoden 2012 keskivirtaama kokonaisfosforin lisäksi kokonaistypen, kiintoaineen, raudan ja mangaanin laskenta Naarva (Ilomantsi) 4,91 472 23 Kuopio 5,27 521 23 (3) R = 0,9 x (ci x T)/(280 + ci x T) R = kokonaisfosforin nettosedimentaatiokerroin. ci = I/Q, jossa I = fosforin vuosikuorma ja Q = MQ kyseiselle vuodelle. ci on ns. sekoituspitoisuus. T = järven teoreettinen viipymä = V/MQ. Lappalainen 1977, Frisk 1989 Otava (Mikkeli) 4,80 304 11 Kouvola 4,95 791 15 Punkaharju (v. 1992).. 580 13 24 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 25

3.1.1 Vedenlaatu eri havaintoajankohtina 3 Tulokset ja niiden tarkastelu 3.1 JUKAJÄRVEN VEDEN LAATU Järven veden kokonaisfosforin (14 21 µg/l; keskiarvo 17 µg/l) ja kokonaistypen (399 467 µg/l; keskiarvo 437 µg/l) tilavuuspainotetut keskipitoisuudet olivat lievästi rehevöityneille eli mesotrofisille järville tyypillisiä vuonna 2012 (liite 4). Karujen eli oligotrofisten järvien veden kokonaisfosforipitoisuus on korkeintaan noin 10 µg/l ja kokonaistypen pitoisuus korkeintaan noin 400 µg/l. Yleisesti mesotrofisten järvien veden kokonaisfosforin pitoisuus vaihtelee noin 10 40 µg/l ja kokonaistypen pitoisuus noin 400 600 µg/l. Jukajärven veden keskimääräisten kokonaistypen (437 µg/l) ja kokonaisfosforin (17 µg/l) pitoisuuksien osamäärän (noin 25) perusteella fosfori on minimiravinne eli ensisijaisesti rehevöitymistä rajoittava ravinne Jukajärvessä. Talvikerrosteisuuden lopulla huhtikuussa 2012 Jukajärven veden happitilanne oli välttävä (taulukko 9). Alusvesi oli jokseenkin hapetonta. Muina havaintoajankohtina happitilanne (3,9 11,7 mg/l) oli tyydyttävä. Yleisesti minkä tahansa maamme kalalaji kaikissa kehitysvaiheissaan pärjäilee vähintään tyydyttävästi, mikäli veden happipitoisuus on vähintään 5 mg/l. Tämä edellyttää myös sitä, ettei veden laatu muutoin rasita liiemmälti kalaa. Jukajärvessä tämä vaatimus voi olla ajoittain hankala täyttää, koska vesi on ajoittain melko hapanta (ph 5,5 6,0) ja sen rautapitoisuus (3400 3500 µg/l) on korkea. Mikäli veden ph laskee alle 5,5:n niin rauta ja myös alumiini alkaa saostua kalojen kiduksiin. Tämä vaara on Jukajärvessä ilmeinen. Talvikerrosteisuusjakson lopulla 11.04.2012 Jukajärven veden näkösyvyys oli 0,8 metriä. Havaintoajankohtana järven alusvesi oli jokseenkin hapeton ja pohjasedimentistä liukeni jonkin verran fosforia sekä typpeä. Sisäinen kuormitus oli kuitenkin melko maltillista. Näkösyvyyden perusteella järvi oli erittäin humuspitoinen eli polyhumoosinen. Kokonaisfosforin ja typen pitoisuudet olivat mesotrofiselle eli lievästi rehevöityneelle järvelle tyypillisiä. Vesi oli lievähkösti hapanta (taulukko 9). Kesäkerrosteisuuden alkuvaiheessa 19.06.2012 Jukajärven veden näkösyvyys oli 1,4 metriä. Happitilanne oli melko tyydyttävä. Pohjasedimentistä liukeni jonkin verran fosforia sekä typpeä; sisäinen kuormitus oli ajankohtaan nähden kohtalaista. Näkösyvyyden perusteella järvi oli varsin humuspitoinen eli mesohumoosinen. Kokonaisfosforin ja typen pitoisuudet olivat mesotrofiselle eli lievästi rehevöityneelle järvelle tyypillisiä päällysveden pienehköjä typpipitoisuuksia lukuun ottamatta. Vesi oli lievästi hapanta (taulukko 10). Syyskuussa (20.09.2013) syvänteen vesimassassa ei ollut mainittavaa kerrosteisuutta, vaan veden laatu oli jokseenkin sama pinnasta pohjaan. Näkösyvyys oli 0,9 metriä. Vesi oli siten erittäin humuspitoista eli polyhumoosista. Havaintoajankohtana veden happitilanne oli tyydyttävä. Kokonaisfosforin ja typen pitoisuudet olivat mesotrofiselle eli lievästi rehevöityneelle järvelle tyypillisiä. Vesi oli lievästi hapanta (taulukko 11). Marraskuun alussa (07.11.2013) syvänteen vesimassassa ei ollut mainittavaa kerrosteisuutta, vaan veden laatu oli jokseenkin sama pinnasta pohjaan. Näkösyvyys oli vain 0,7 metriä. Vesi oli siten erittäin humuspitoista eli polyhumoosista. Havaintoajankohtana veden happitilanne oli melko hyvä. Kokonaisfosforin ja typen pitoisuudet olivat mesotrofiselle eli lievästi rehevöityneelle järvelle tyypillisiä. Vesi oli lievästi hapanta. Rautapitoisuus oli korkea ja mangaanin pitoisuudet korkeahkoja (taulukko 12). Taulukko 9. Jukajärven syvännehavaintopaikan vedenlaatu talvikerrosteisuusjakson lopulla 11.04.2012. Näytesyvyys (m) Happipitoisuus (mg/l) ph Kokonaisfosfori 1,0 6,5 6,00 12 360 3,0 4,7 5,45 16 410 Kokonaistyppi 6,0 3,4 5,54 16 430 10,0 1,9 5,79 13 470 13,7 < 0,2 6,04 28 990 26 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 27

Taulukko 10. Jukajärven syvännehavaintopaikan vedenlaatu kesäkerrosteisuusjakson alussa 19.06.2012. Taulukko 12. Jukajärven syvännehavaintopaikan vedenlaatu 07.11.2012. Näytesyvyys (m) Veden lämpötila ( C) Happipitoisuus (mg/l) ph Kokonaisfosfori Kokonaistyppi Näytesyvyys (m) Veden lämpötila ( C) Happi (mg/l) ph Kokonaisfosfori Kokonaistyppi Rauta Mangaani 1,0 +18,3 8,0 5,97 13 410 3,0 +18,1 7,7 5,95 16 410 6,0 +12,9 6,4 5,63 13 460 10,0 +11,2 5,3 5,63 16 520 15,2 +10,2 3,9 5,64 22 700 1,0 +2,0 11,4 5,80 20 450 3400 230 3,0 +2,0 11,7 5,89 19 460 3400 230 6,0 +2,0 11,3 5,82 20 460 3500 230 10,0 +2,0 11,5 5,82 20 460 3500 230 16,0 +2,0 11,7 5,87 20 460 3500 230 Taulukko 11. Jukajärven syvännehavaintopaikan vedenlaatu 20.09.2012. 3.2 JUKAJÄRVEN KASVIPLANKTONIN MINIMIRAVINNETARKASTELU Näytesyvyys (m) Veden lämpötila ( C) Happipitoisuus (mg/l) ph Kokonaisfosfori 1,0 +13,3 8,7 6,03 21 470 3,0 +13,3.. 6,03 20 470 6,0 +13,3 8,6 6,04 21 460 10,0 +13,3 8,5 6,02 19 460 15,0 +13,2.. 6,01 20 470 Kokonaistyppi Kasviplanktonin perustuotantoa ensisijaisesti rajoittava ravinne voidaan karkeahkosti arvioida tuotantokauden aikaisten fosforin ja typen pitoisuuksien avulla. Kokonaistyppipitoisuus 1,0 metrissä oli 410 µg/l ja kokonaisfosforipitoisuus 13 µg/l 19.06.2012. Näiden osamäärä on noin 32. Vastaavat pitoisuudet olivat 20.09.2013 470 µg/l ja 21 µg/l. Näiden osamäärä oli siten noin 22. Yleisesti kun tämä konsentraatioiden osamäärä (ckok. N/ ckok. P) on yli 17, niin fosfori on minimiravinteena. Siten tämä tilanne näyttäisi vallinneen Jukajärvessä edellä mainittuina havaintoajankohtina. Mikäli typpi on minimiravinteena, niin tällöin sinileväesiintymien todennäköisyys kasvaa. Ainoana kasviplanktonryhmänä sinilevät kykenevät sitomaan ilmakehästä typpeä, jolloin ne pystyvät myös hyödyntämään järvivedessä ylimäärin olevaa fosforia. 3.3 JUKAJÄRVEN POHJASEDIMENTIN LAATU JA MÄÄRÄ Jukajärven pohjaan on kerrostunut yhteensä 17 havaintopaikan kairaustulosten (liejupaksuuden vaihteluväli 0,35 4,63 metriä) perusteella keskimäärin noin 2,4 metriä lähes pikimustaa löyhää sedimenttiä (taulukko 13). Sen vesipitoisuus (noin 85 93 %) on erittäin suuri. Tämän sedimentin kuiva-aineen massa (noin 7 15 % kokonaismassasta) jakautuu karkeasti tasan orgaanisen ja mineraaliaineksen kesken. Keskeisten kasvinravinteiden eli kokonaisfosforin (0,8 3,7 g/kg kuivaa sedimenttiä) ja kokonaistypen (4,2 11 g/kg kuivaa sedimenttiä) pitoisuudet sedimentissä ovat pieniä ja reheville järville tyypillisiä (taulukko 15). 28 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 29

Tämän, keskimäärin noin 2,4 metriä paksun hyvin vesipitoisen mustanpuhuvan sedimentin alapuolella on jokseenkin puhdasta hopeanharmaata savea. Sen mineraalipitoisuus (noin 73 %) on suhteellisen suuri ja veden osuus sen kokonaismassasta on noin neljännes. Eloperäistä ainesta on muutama promille tämän saven kokonaismassasta ja myös fosforin sekä typen pitoisuudet ovat erittäin pieniä (taulukko 15). Kevättalvella 2012 Jukajärven pohjan kyky pidättää fosforia oli hapetus-pelkistysasteen eli redox-potentiaalin perusteella hyvin heikko. Redox-potentiaali on pääsääntöisesti sitä suurempi, mitä enemmän vedessä tai sedimentissä on happea. Tämän arvon on oltava yli +300 millivolttia, jotta fosfori jaksaisi pidättyä järven pohjaan. Tämä kriittinen raja ylittyi ainoastaan aivan virtaamaltaan suuren Kissapuron purkukohdan edustalla (+302 millivolttia) aivan järven kaakkoispäässä. Suhteellisen suuri tulovirtaama jaksaa pitää Jukajärven pohjan niukasti riittävän hapekkaana, jotta fosfori voisi talvikerrosteisuudenkin loppuvaiheessa sedimentoitua järven pohjaan. Kaikilla muilla havaintopaikoilla redox-potentiaalin arvo vaihteli -146 +231 millivoltin välillä (taulukot 13 ja 14). Mikäli redox-arvo laskee alle -150 millivoltin, niin pohjasedimentistä alkaa vapautua eliöstölle myrkyllistä rikkivetyä (H2S). Tämä voidaan helposti todeta myös tympeänä mädän kananmunan löyhkänä sedimenttinäytteessä. Järven syvänteessä (-146 mv) ei tähän siten aivan päästy. Mainittakoon, että metaania (CH4) alkaa vapautua järven pohjasedimentistä, kun redoxpotentiaali laskee alle -250 millivoltin. Tällaisen arvon olemme voineet havaita esimerkiksi Kalliojärven vesistöalueella Pohjajärven syvänteessä (noin 9 metriä) Valtimon kunnassa (Tossavainen 2011). Pohjajärven alusveden kokonaisfosforimäärä oli erittäin suuri (1000 µg/l) ja kokonaisuudessaan liukoista fosfaattifosforia huhtikuussa 2010. Sedimentin fosforin pidätyskyky oli siten kertakaikkisen romahtanut. Alumiinin pitoisuudet (7900 8800 mg/kg sedimentin kuiva-ainetta) vaikuttavat korkeilta (taulukko 16). Alumiini ja rauta sinänsä ovat suhteellisen yleisiä metalleja maaperässämme ja vesissämmekin, eikä niille ole määritelty esimerkiksi ruoppausmassojen laatukriteereissä mitään suurimpia sallittuja pitoisuuksia. Nämä molemmat metallit muuttuvat kuitenkin monille eliöille hyvinkin vaarallisiksi, kun ympäristön ph laskee riittävän happamaksi, kuten alle 5:n. Taulukko 13. Jukajärven pohjasedimentin kenttähavainnot 03.04. ja 05.04.2012. Eh =pintasedimentin (0-2 cm) hapetus-pelkistysaste eli redox-potentiaali. Hav.paikka Kok. syv. (m) Eh (mv) Pohjasedimentin ulkonäkö 1 1,4-21 2 1,3 +34 0-463 cm jokseenkin pikimustaa vesipitoista hienojakoista ainesta, 463 cm puhtaanoloinen harmaa savi 0-100 cm vesipitoista, hienojakoista, mustaa, ainesta, 100-280 cm tummanruskeaa hienojakoista ainesta, 280-460 cm mustaa, hienojakoista vesipitoista ainesta; syvemmälle ei päästy 3 2,5 +210 0-300 cm vesipitoista ruskeaa ainesta 4 3,6 +107 5 4,2 +231 0-200 cm jokseenkin pikimustaa vesipitoista hienojakoista ainesta 0-220 cm jokseenkin pikimustaa vesipitoista hienojakoista ainesta Jukajärven pohjasedimentistä analysoitiin kahdeksan raskasmetallin pitoisuudet. Verrattaessa näitä ruoppausmassojen laatukriteereihin voidaan todeta, että yksikään metalli ei ylitä korkeampaa, tason 2 pitoisuusrajaa. Pintasedimentin (0-20 cm) elohopeapitoisuus ylittää alemman, tiukemman pitoisuustason 1 (taulukko 16). Sinkin ja kadmiumin pitoisuudet ylittävät tason 1 kaikissa analysoiduissa näytteissä (sedimenttisyvyydet 0-20 cm, 20-40 cm, 40-70 cm ja 164-184 cm) puhtaanoloista hopeanharmaata savea (sedimenttisyvyys 230-260 cm) lukuun ottamatta. Lyijyn, kuparin ja kromin pitoisuudet eivät ylitä tiukempiakaan tason 1 enimmäispitoisuuksia missään tutkitussa sedimenttinäytteessä (taulukko 16). Geologian tutkimuskeskuksen valtakunnallisen järvisedimenttiaineiston mukaan Suomen järvisedimenttien keskimääräinen rautapitoisuus on 62 mg/kg. Siten Jukajärven pohjasedimentin rautapitoisuudet ovat hyvin korkeita, löyhemmässä orgaanispitoisessa sedimentissä 32 000 160 000 mg/kg sedimentin kuiva-ainetta ja puhtaanoloisessa hopeisessa savessakin 18 000 mg/kg kuiva-ainetta (taulukko 16). 6 4,0 +19 7 1,5-70 8 2,9-51 9 2,7-48 10 11,0-87 11 4,9 +153 0-240 cm jokseenkin pikimustaa vesipitoista hienojakoista ainesta 0-190 cm jokseenkin pikimustaa vesipitoista hienojakoista ainesta, 190 cm puhtaanoloinen harmaa savi 0-232 cm jokseenkin pikimustaa vesipitoista hienojakoista ainesta, 232 cm puhtaanoloinen harmaa savi 0-48 cm jokseenkin pikimustaa vesipitoista hienojakoista ainesta, 48-100 cm puhtaanoloinen harmaa savi 0-60 cm pikimusta hienojakoinen vesipitoinen aines; syvemmälle ei päästy 0-100 cm ruskehtavaa hienojakoista vesipitoista ainesta 30 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 31

Hav.paikka Kok. syv. (m) Eh (mv) Pohjasedimentin ulkonäkö 12 1,5 +302 0-20 cm ruskeaa hienojakoista vesipitoista ainesta, 20-176 cm pikimustaa vesipitoista hienojakoista ainesta, 176 cm harmaata savea Taulukko 15. Jukajärven pohjasedimentin laboratorioanalyyysien tulokset, taulukko I/II. Näyte otettiin, kun kaikki havaintopaikat 1-17 oli ensin tutkittu, koko järveä silmämääräisesti arvioituna hyvin edustavalta havaintopaikalta 16 huhtikuun alussa 2012. Havaintopaikan vesisyvyys oli 2,1 metriä. 13 1,6-17 14 1,8-90 0-35 cm jokseenkin pikimustaa vesipitoista hienojakoista ainesta, 35-100 cm puhdas harmaa savi, seassa melko tasaisin välein ohuita pikimustia raitoja 0-380 cm pikimustaa vesipitoista hienojakoista ainesta, 380 cm puhtaanoloinen harmaa savi Näytesyvyys/ analyysi Sedimentin ulkonäkö 0-20 cm 20-40 cm 40-70 cm Lähes pikimusta hienojakoinen aines Lähes pikimusta hienojakoinen aines Lähes pikimusta hienojakoinen aines 16 4-18 4 cm Ruskehtavanmusta aines 2 3 0-2 6 0 cm Luultavasti jokseenkin puhdas harmaa savi 15 15,4-146 0-60 cm pikimustaa vesipitoista hienojakoista ainesta; syvemmälle ei päästy Vesi (osuus kokonaismassasta) 90,2 % 91,6 % 93,0 % 84,9 % 26,8 % 16 2,1 +86 17 0,9 +104 0-145 cm pikimustaa vesipitoista hienojakoista ainesta, 145-200 cm puhtaanoloinen harmaa savi 0-290 cm pikimustaa vesipitoista hienojakoista ainesta, 290-295 cm vähittäinen muutos savimaisemmaksi ainekseksi, 295-310 cm puhtaanoloinen harmaa savi Orgaaninen aines (osuus kokonaismassasta) Epäorgaaninen aines (osuus kokonaismassasta) 4,3 % 4,1 % 2,6 % 2,2 % 0,4 % 5,5 % 4,3 % 4,4 % 12,9 % 72,8 % Yhteensä 100 % 100 % 100 % 100 % 100 % Taulukko 14. Veden ja pohjasedimentin tärkeitä redox-potentiaalin (Eh) raja-arvoja. Eh-arvo (muutos) (mv) Fysikaalis-kemiallinen ja/tai biologinen tapahtuma +520 järvivesi on hapella kyllästynyt +450 ==> +400 NO3 - ==> NO2 - Typpi (g/kg kuivaainetta) Kokonaisfosfori (g/kg kuivaainetta) 10 11 9,0 4,2 < 0,5 0,75 0,83 3,7 0,92 0,49 +400 ==> +350 NO2 - ==> NH4 + +300 ==> +200 Fe 3+ (ferrirauta) ==> Fe 2+ (ferrorauta) +300 ==> +200 FePO4 ==> Fe 2+ + PO4 3- (järven sisäinen kuormitus) +240 muikun mädin kehittymisen alaraja +100 ==> +60 SO3 2- ==> S -150 H2S:ä (rikkivety eli divetysulfidi) alkaa vapautua pohjasedimentistä -250 CH4:a (metaani) alkaa vapautua pohjasedimentistä 32 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 33

Taulukko 16. Jukajärven pohjasedimentin laboratorioanalyysien tulokset, taulukko II/II. Sedimenttinäyte otettiin Jukajärven havaintopaikalta 16 huhtikuun alussa 2012. Näytesyvyys/ analyysi 0-20 cm 20-40 cm 40-70 cm 16 4-18 4 cm 230-260 cm Sedimentin ulkonäkö Lähes pikimusta hienojakoinen aines Lähes pikimusta hienojakoinen aines Lähes pikimusta hienojakoinen aines Ruskehtavanmusta aines Luultavasti jokseenkin puhdas harmaa savi Hg (mg/kg kuiva-ainetta) 0,11 0,081 0,069 0,021 < 0,01 Pb (mg/kg kuiva-ainetta) 4,9 2,8 < 2 < 2 3,8 Cu (mg/kg kuiva-ainetta) Fe (mg/kg kuiva-ainetta) Al (mg/kg kuiva-ainetta) 18 20 20 17 24 32 000 77 000 160 000 160 000 18 000 7900 8800 8500 8000 8800 Kuva 7. Tarmo Tossavainen sahaa avantoa sedimentti-ja pohjaeläinnäytteenottimille. Kuva: Ville Väisänen. Cr (mg/kg kuiva-ainetta) 21 25 24 23 30 Zn (mg/kg kuiva-ainetta) 260 300 360 350 44 Cd (mg/kg kuiva-ainetta) 0,97 1,1 1,3 0,56 < 0,1 Kuva 8. Karelia-amk:n insinööriopiskelija Ville Väisänen ottaa sedimenttinäytettä viipaloivalla Limnos-noutimella. 34 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 35

3.4 JUKAJÄRVEN POHJAELÄIMISTÖ Jukajärvestä otettiin kevättalvella 2012 yhteensä 17 havaintopaikasta pohjaeläinnäytteet Ekman-tyyppisellä näytteenottimella. Näytteissä oli suhteellisen niukasti vain yhden taksonin, surviaissääsken (lahko Chironomidae) toukan edustajia (taulukko 17). Se on hyvin tyypillinen liettyneiden ja happiongelmista kärsivien järvenpohjien eläin ja edustaa siten hyvin tyypillistä rehevöityneen järven pohjaeliöstöä. Voidaan olettaa, että pohjasedimentin suuret raudan ja alumiinin pitoisuudet sekä pohjasedimentin happamuus ainakin osaltaan häiritsevät pohjaeläimistön elinmahdollisuuksia. Tämä pohjaeliöstön kehno tila ei ainakaan edesauta Jukajärven kalaston ravintotilannetta. Pohjaeliöstö on yleisesti hyvin tärkeä ravintolähde usealle kalalajille. Lisäksi pohjaeliöstöllä on erittäin tärkeä tehtävä orgaanisen pohjasedimentin hajottajana ja siten tärkeältä osaltaan järven sietokyvyn ylläpitäjänä. Kuva 9. Karelia-amk:n insinööriopiskelija Tuulia Heiskanen mittaa järven pintasedimentin hapetus-pelkistysastetta eli redox-potentiaalia. Taulukko 17. Jukajärven pohjaeläimistö havaintopaikoilla 1-17 huhtikuun alussa 2012. Neljän havaintopaikan eliöstö on toistaiseksi tutkimatta. Havaintopaikka Chironomidae (eläimiä/m2) 1 44 2 44 3 0 4 880 7 88 8 0 9 0 12 0 13 88 Kuva 10. Karelia-amk:n projektiasiantuntija, DI Markus Hirvonen ottaa sedimenttinäytettä ns. turvekairalla, apunaan insinööriopiskelija Tomi Onttonen. Kuva 11. Turvekairalla otettu 1,0 metrin pituinen sedimenttinäyte. Näytteen alapäässä vasemmalla hopeinen, puhdas savi, ylempänä oikealla mustanpuhuva orgaaninen ja hyvin vesipitoinen löyhä sedimentti. 14 44 15 88 16 0 17 88 36 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 37

Vuoden 1990 koekalastuksessa keskimääräinen yksikkösaalis oli 1,1 kg (Turunen 1990). Kappalemäärältään yleisin saaliskala oli ahven (58,6 %), toiseksi eniten oli särkeä 29,3 %. Haukia oli 5 kpl sekä kiiskeä ja ruutanaa 1 kpl kutakin. Biomassaltaan oli eniten särkeä (46,7 %). Ahvenia oli toiseksi eniten (27,5 %). Hauet olivat pieniä; niiden biomassaosuus oli 8,5 %. Ainoan ruutanan osuus kokonaismassasta oli 17 %. (Turunen 1990). Kuva 12. Karelia-amk:n insinööriopiskelija Ville Väisänen virittää Ekman-tyypin pohjaeläinnäytteenotinta näytteenottokuntoon. 3.5 JUKAJÄRVEN KALASTORAKENNE Keskimääräinen yksikkösaalis oli 0,6 kg (taulukko 18). Tämä oli kaikkien pyyntivuorokausien pyyntiponnistuksella saatu yhden verkon keskisaalis. Koekalastuksessa särjen osuus kokonaismassasta oli suurin, noin 39 % ja kokonaiskappalemäärästä runsaat 64 %. Toiseksi suurin biomassaosuus oli hauella (noin 19 %; kolme kalayksilöä). Ahvenen osuus kokonaismassasta oli runsaat 18 % ja kappalemäärästä lähes 20 %. Kuhan osuus kokonaismassasta oli noin 13 % ja kappalemäärästä runsaat 3 %. Lahnaa kokonaismassasta oli runsaat 9 % ja kappalemäärästä lähes 8 % (kuviot 1 ja 2). Yksityiskohtaiset saalistiedot ilmenevät liitteestä 5. Kuva 13. Jukajärven koekalastuksessa saatua kuhayksilöä irrotetaan Nordic-verkosta syyskuussa 2012. Kuva: Keijo Silfsten. Petokaloiksi luokiteltavien kalojen (hauki, kuha, iso ahven) osuus kalabiomassasta oli lähes 43 %. Tämä on varsin suuri osuus ja ilmentää sitä, että ainakaan petokalakantojen vahventamiselle ei tällä hetkellä ole tarvetta Jukajärvessä. Suomunäytteistä tehtyjen iänmääritysten perusteella petokalojen eli haukien, kuhien ja yli 15 cm pituisten ahvenien kasvu on enimmäkseen kohtalainen (taulukot 19, 20 ja 24). Lahnan ja särjen sekä pikkuahventen kasvunopeus näyttää olevan kohtalainen tai huono (taulukot 21 ja 23). Tämä saattaa johtua ainakin osittain siitä, että järven pohjaeläimistön tila on erittäin heikko, ja sen merkitys kalaston ravintolähteenä saattaa siten olla hyvinkin huono. Myös eläinplankton, kuten hankajalkais- ja vesikirppuäyriäiset sietävät yleensä huonosti happamuutta. Kuva 14. Jukajärven koekalastussaalista irrotetaan Nordic-verkoista syksyllä 2012. Vasemmalta; Terho Törrönen, Keijo Silfsten ja Tero Mustonen. 38 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 39

Kuvio 1. Jukajärven koekalastuksen kokonaissaaliin kappalemääräjakauma lajeittain syksyllä 2012. Särkilahna 0.4 Särki Salakka Kuva 15. Jukajärven koekalastussaalista punnitaan ja eri lajien kalayksilöistä otetaan suomunäytteitä iänmääritystä varten syksyllä 2012. Kuva: Keijo Silfsten. 64.4 19.7 7.6 1.1 3.8 2.7 0.4 Kuha Kiiski Lahna Hauki Ahven Taulukko 18. Jukajärven koekalastussaalis syksyllä 2012. Koekalastuksen kokonaissaalis (yhteensä 25 Nordic-yleiskatsausverkkoa) Laji Määrä (kpl) Massa (kg) Kuvio 2. Jukajärven koekalastuksen kokonaissaaliin massa lajeittain syksyllä 2012. ahven 52 2,72 hauki 3 2,83 lahna 20 1,395 0.2 Särkilahna Särki kiiski 10 0,165 kuha 7 1,9 18.4 Salakka Kuha salakka 1 0,015 särki 170 5,73 särkilahna 1 0,03 38.8 19.1 Kiiski Lahna yhteensä 264 14,785 keskimäärin/verkko (= keskimääräinen yksikkösaalis) 10,6 0,6 0.1 12.9 9.4 1.1 Hauki Ahven 40 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 41

Taulukko 19. Syksyn 2012 ja kevään 2013 Jukajärven koekalastuksissa saatujen kuhien arvioidut kasvunopeudet. Taulukko 21. Jukajärven koekalastuksissa vuonna 2012 saatujen eräiden lahnayksilöiden arvioidut kasvunopeudet. Kuhan pituus (cm) Ikä (a, + tarkoittaa kesää 2012) Arvio kasvusta Pyyntiajankohta Pituus (cm) Ikä (vuodet, + = kesä 2012) Kasvunopeuden luonnehdinta 36,5 5+ kohtalainen( hyvä) 34,5 5+ kohtalainen 24,0 3+ kohtalainen( hyvä) 15,0 2+ (kohtalainen hyvä) 26,5 4+ huono kohtalainen 23,5 4+ huono 10.-11.09.2012 15 5+ Kohtalainen 10.-11.09.2012 15 4+ Kohtalainen 10.-11.09.2012 14 4+ Kohtalainen 10.-11.09.2012 13 3+ tai 4+? Kohtalainen 24.-25.5.2012 14 4 Kohtalainen 37,0 5+ tai 6+ kohtalainen ( hyvä) 23,0 3+ kohtalainen 22,0 3+ kohtalainen 28,5 (13.-14.5.2013) 6 huono 25 (13.-14.5.2013) 4 kohtalainen huono Taulukko 22. Jukajärven koekalastuksissa vuonna 2012 saatujen eräiden kiiskiyksilöiden arvioidut kasvunopeudet. Pyyntiajankohta Pituus (cm) Ikä (vuodet, + = kesä 2012) Kasvunopeuden luonnehdinta 10.-11.09.2012 8,5 4+? Kohtalainen Taulukko 20. Syksyllä 2012 ja keväällä 2013 Jukajärven koekalastuksissa saatujen haukien arvioidut kasvunopeudet. 10.-11.09.2012 9 4+ Kohtalainen 24.-25.5.2012 16,5 4 Hyvä Pyyntiajankohta Pituus (cm) Ikä (vuodet, + = kesä 2012) Kasvunopeuden luonnehdinta 24.-25.5.2012 9,5 1 Hyvä 24.-25.10.2012 66,5 toistaiseksi tutkimatta; tallessa 15.-16.10.2012 54,0 toistaiseksi tutkimatta; tallessa 24.-25.5.2012 34,5 3 Kohtalainen 13.-14.5.2013 71,5 6 hyvä 13.-14.5.2013 37 4 hyvä 13.-14.5.2013 47 5 hyvä 13.-14.5.2013 38,5 4 kohtalainen 42 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 43

Taulukko 23. Vuoden 2012 Jukajärven koekalastusten eräiden särkiyksilöiden arvioidut kasvunopeudet. Taulukko 25. Eräiden Pohjois-Karjalassa tehtyjen kalastotutkimusten yksikkösaaliita (Tossavainen 2011 [66], 2013, Turunen 1990, 5). Pyyntiajankohta Pituus (cm) Ikä (vuodet, + = kesä 2012) Kasvunopeuden luonnehdinta Järvi (koekalastusvuosi) Pinta-ala (ha) Rehevyystaso Keskimääräinen yksikkösaalis (kg) 10.-11.09.2012 16 4+ Hyvä 10.-11.09.2012 14 4+ Hyvä 10.-11.09.2012 17,5 5+ Kohtalainen Jukajärvi (2012) 218 mesotrofinen 0,6 Jukajärvi (1990) 218 1,1 Purnulampi, Lieksa (2010) 3,1 mesotrofinen 0,4 24.-25.5.2012 26 16 24.-25.5.2012 22,5 13 24.-25.5.2012 15,5 7 Huono 13.-14.5.2013 18 6 kohtalainen 13.-14.5.2013 18 6 kohtalainen 13.-14.5.2013 18,5 5 tai 6 kohtalainen 13.-14.5.2013 19,5 7 kohtalainen Kuohattijärvi, Nurmes (1996) 1100 oligotrofinen 0,9 Tohmajärvi (2008) 1300 mesotrofinen 1,5 Polvijärvi (2008) 20 eutrofinen 1,7 Kiteenjärvi (2009) 1200 mesotrofinen 1,9 Kalattomanlampi, Outokumpu (2005) 6 meso-eutrofinen 4,5 Vuonisjärvi, Lieksa (2013) 64 (meso- ) eutrofinen 2,4 Taulukko 24. Vuoden 2012 Jukajärven koekalastusten eräiden ahvenyksilöiden arvioidut kasvunopeudet. 3.6 JUKAJÄRVEN VESI- JA RANTAKASVILLISUUS Pyyntiajankohta Pituus (cm) Ikä (vuodet, + = kesä 2012) 10.-11.09.2012 12 3+ Hyvä Kasvunopeuden luonnehdinta 10.-11.09.2012 13 4+ Kohtalainen 10.-11.09.2012 7 2+ Kohtalainen 24.-25.10.2012 22,0 tutkimatta tallessa 24.-25.5.2012 22 5 Hyvä 24.-25.5.2012 16 4 Hyvä 24.-25.5.2012 11 3 Hyvä Jukajärven vesikasvikartoituksessa havaittiin 27 vesi- ja rantalajia sekä kolme sammallajia (taulukko 26). Näistä vajaat kymmenen lajia esiintyy järvessä ja sen rantavyöhykkeellä yleisenä tai melko yleisenä. Ilmaversoisten valtalajina Jukajärven rantavyöhykkeellä ovat sarat ja etenkin pullosara jota kasvaa paikoin hyvin runsaana ympäri koko järven. Harvakseltaan joukossa kasvaa myös luhta-, viilto- ja jouhisaraa etenkin järven itärannalla. Lisäksi Jukajärven rantavyöhykkeessä kasvaa runsaasti luhta- ja korpikastikkaa sekä järvikortetta ja siellä täällä järviruokoa sekä paikoin melko runsaasti järvikaislaa ja kurjenjalkaa. Kelluslehtisten valtalajeina ovat ulpukka, uistinvita sekä etenkin järven eteläpäässä runsaana esiintyvä siimapalpakko. Pohjaruusukkeita tai uposlehtisiä vesikasveja ei Jukajärvellä havaittu. Syynä voi olla veden tummuus (näkösyvyys 0,7 m), mikä saattaisi estää niiden kasvun. Lisäksi paksu, hapan ja erittäin raskasmetallipitoinen pohjasedimentti tuskin ainakaan edesauttaa niiden kasvua. 44 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 45

Jukajärvellä havaituista vesikasvilajeista vain yksi laji, keltakurjenmiekka, suosii runsasravinteista vettä. Oletettavasti se on alun perin istutettu mökkirantaan, joten sen indikaattoriarvo on vähäinen. Lisäksi Jukajärven vesikasvikartoituksessa löydettiin yhdeksän melko ravinteista vettä, ts. mesotrofiaa suosivaa lajia. Näistä vain siimapalpakkoa tavattiin paikoin runsaasti (taulukko 27). Ravinteisuudesta riippumattomia vesikasvilajeja tavattiin yhdeksän kappaletta. Tähän ryhmään kuuluvat kaikki yleisimmän kartoituksessa vastaan tulleet lajit; järvikorte (tavattiin 53 %:lla kaikista tutkituista ruuduista), pullosara (35 %) sekä ulpukka, järvikaisla ja uistinvita. Ulpukkaa tavattiin 48 %:lla ruuduista, joissa veden syvyys oli 0,5-2,0 metriä, järvikaislaa 16 %:lla ja uistinvitaa noin 10 %:lla. SAMMALET Calliergon cordifolium (luhtakuirisammal) Sphagnum squarrosum (okarahkasammal) Polytrichum commune (korpikarhunsammal) Taulukko 27. Eräiden Jukajärvessä syyskuussa 2012 havaittujen makrofyyttien rehevyystason indikaattoriarvo. Kasvillisuuden määrät vaihtelivat paikoin runsaasti. Kasvillisuudeltaan rehevin alue sijaitsee järven kaakkoispäässä (linjat 11 ja 12, kuva 17). Jukajärven suurimman osavaluma-alueen pääuoman Kissapuron kuormitus purkautuu tälle alueelle. Siellä kelluslehtiset lajit, ulpukka, siimapalpakko ja uistinvita, peittävät laajoilla alueilla jopa 50-80 % vedenpinnasta. Lisäksi seassa kasvaa melko runsaasti järvikortetta ja järvikaislaa. Runsaammin kasvillisuutta tavattiin myös järven länsirannalla kohteesta 14 sekä Isosaaren ja mantereen välisen salmen ympäriltä. Lokkisaaren edustalla oli laaja järvikaislaesiintymä. Makrofyyttikartoituksen perusteella Jukajärvi on lievästi mesotrofinen ekosysteemi. Taulukko 26. Jukajärvessä syyskuun alussa 2012 havaitut vesi- ja rantamakrofyytit. Ravinteiden vaateliaisuustaso ja lajit Runsasravinteisuuden suosijoita: Iris pseudacorus (keltakurjenmiekka) Melko runsasravinteisia vesiä suosivat lajit: Potamogeton gramineus (heinävita) Sagittaria natans (kelluskeiholehti) Sparganium gramineum (siimapalpakko) Alisma plantago-aquatica (ratamosarpio) Eleocharis palustris (rantaluikka) Typha latifolia (leveäosmankäämi) Sparganium emersum (rantapalpakko) Carex lasiocarpa (jouhisara) Carex acuta (viiltosara) Niukkaravinteisuutta indikoivia lajeja ei kartoituksessa tavattu. Ravinteisuudesta riippumattomat lajit: Nuphea lutea (ulpukka) Potamogeton natans (uistinvita) Equisetum fluviatile (järvikorte) Lycimachia thyrsiflora (terttualpi) Phragmites australis (järviruoko) Schoenoplectus lacutris (järvikaisla) Potentilla palustris (kurjenjalka) Carex rostrata (pullosara) Calla palustris (vehka) UPOSLEHTISET Potamogeton gramineus (heinävita) KELLUSLEHTISET Nuphea lutea (ulpukka) Potamogeton natans (uistinvita) Sparganium gramineum (siimapalpakko) Sagittaria natans (kelluskeiholehti) ILMAVERSOISET Equisetum fluviatile (järvikorte) Lycimachia thyrsiflora (terttualpi) Alisma plantago-aquatica (ratamosarpio) Iris pseudacorus (keltakurjenmiekka) Phragmites australis (järviruoko) Schoenoplectus lacutris (järvikaisla) Eleocharis palustris (rantaluikka) Typha latifolia (leveäosmankäämi) Sparganium emersum (rantapalpakko) USEIN VEDESSÄ KASVAVIA RANTAKASVEJA Potentilla palustris (kurjenjalka) Galium palustre (rantamatara) Bidens tripartita (tummarusokki) Juncus filiformis (jouhivihvilä) Carex rostrata (pullosara) Carex acuta (viiltosara) Carex lasiocarpa (jouhisara) Calamagrostis purpurea (korpikastikka) Calamagrostis stricta (luhtakastikka) Molinia caerulea (siniheinä) Scirpus silvaticus (korpikaisla) Calla palustris (vehka) Epilobium palustre (suohorsma) 46 Jukajärven nykytila sekä alustava kunnostus- ja hoitotoimien pohdinta Tarmo Tossavainen 47